多聚酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种高效、快速、准确、灵敏的DNA扩增技术,它主要依靠酶的特定性质,将DNA的特定片段进行不断地复制,从而实现快速扩增。PCR技术已经广泛应用于生物医学、农业、犯罪侦查等领域,为各行业研究工作者提供了强大的工具。 PCR反应的原理主要包含三个部分:PCR反应体系的构建、PCR反应过程的分为三个步骤:变性、退火、延伸和PCR反应关键酶聚合酶的作用。 水质改良 一、PCR反应体系的构建
PCR反应体系由PCR反应模板、引物、聚合酶、缓冲液、脱离复杂产物及于PCR反应前处理等组成。PCR反应模板可以是从人类、动植物、菌类等生物体获得的DNA片段。引物是指用来限定DNA特定片段的两个短单链寡核苷酸,通常选择20bp左右。PCR反应关键酶聚合酶、脱敏型聚合酶等是PCR扩增反应中最为关键的酶。 微生物添加剂 二、PCR反应过程的分为三个步骤:变性、退火、延伸
1.变性
PCR反应开始前,PCR反应管中加入反应体系后,反应管被放置于热盘一侧,在高溫条件下迅速地加热,引起DNA双链变性,即使得DNA的双链分解成两个单链,使DNA分子的双链断裂,两个单链的碱基对被打开,以单链状态存在。这个过程称为变性,是PCR反应步骤的第一步。
2.退火
在变性后,PCR反应体系被冷却,使引物基于互补碱基原理结合在PCR反应模板上,即从三端延伸,到达目的序列位置。而引物的选择取决于所需要扩增的DNA 片段长度和碱基序列,其作用是定义了PCR反应中所要扩增的片段。在退火过程中,酶的存在可以加强DNA双链的稳定性,使引物相对模板的比较稳定。豆奶机
3.延伸
对于已经“攀上”PCR反应模板的引物,酶聚合酶开始作用。酶聚合酶在酵素催化下,将脱氧核苷酸与其互补的DNA链中位于引物末端的寡核苷酸进行磷酸二酯键合成,最终形成导针
一条完整的DNA双链。酶聚合酶选择性地将脱氧核苷三磷酸(dNTPs)与单链DNA互补结合,形成连续合成的DNA双链。
三、PCR反应关键酶聚合酶的作用
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在PCR技术的扩增过程中,PCR反应关键酶聚合酶的作用是扩增反应的核心。PCR反应关键酶聚合酶是一种拥有DNA聚合酶活性和5’至3’外切活性的核酸酶,其特殊的结构和性质使其能够将DNA链拓扑自由地进行扩增反应。
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聚合酶的主要功能是在PCR扩增反应中,加速反应速率,从而实现快速扩增。它主要是通过催化脱氧核苷酸的互补,建立新的磷酸二酯键来进行扩增反应。它的活性是在适当的反应条件下,通过特定的结构域来实现的。需要注意的是,PCR反应关键酶聚合酶必须要用于PCR扩增反应中,否则无法进行有效的扩增。